説明

長手磁気記録媒体の製造方法

【課題】さらなる信号雑音比向上を達成するために、RuまたはRuを主成分とする合金下地層の効果を向上させる手段を提供する。
【解決手段】Co−Cr−Pt−B合金からなる記録層を有し、前記記録層直下にRuまたはRuを主成分とするRu合金からなるRu下地層を有する長手磁気記録媒体の製造方法において、Ru下地層成膜後、前記下地層表面に窒素を暴露し、その後基板加熱処理を施した後、前記記録層を成膜することを特徴とする長手磁気記録媒体の製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、長手磁気記録媒体の製造方法に関する。この長手磁気記録媒体はハードディスクに使用される。
【背景技術】
【0002】
長手磁気記録媒体においては、データを記録する磁性合金層としてCo−Cr−Pt−B合金が用いられている。この合金はhcp構造(六方最密充填構造)を有し、そのc軸方向に一軸異方性を示す。長手磁気記録にこの合金を用いるためにはこの合金のhcp構造のc軸をディスクの面内に配向させる必要がある。さらに、媒体信号雑音比向上のためにはこのc軸を円周方向に配向させることが好ましい。
【0003】
また、この磁気記録媒体の飽和磁化、磁気異方性などの磁気特性は、この磁性合金層の結晶中に存在する構造欠陥によって劣化する。従って、媒体信号雑音比を向上させるためには記録層の結晶状態が重要な因子となる。
【0004】
磁気記録媒体の基板としてはAl合金製、またはガラス製のディスク状のものが用いられるが、前記のごとく記録層の結晶状態を制御するため、通常、記録層成膜前に、基板上に溝加工(テクスチャー加工)を施し、基板洗浄工程を経て、真空中で基板加熱を施している。その上でスパッタリングによって記録層の結晶成長を促進するための下地層として複数の合金層を積層している。
【0005】
特許文献1には、非磁性下地層、安定化層、非磁性結合層、磁性層及び保護層がこの順に積層された磁気記録媒体が記載されており、磁性層として、Co−Cr−Pt−B合金を含むCoCr合金の少なくとも1種を用いることが記載されている。非磁性下地層、安定化層、非磁性結合層は、合わせて下地層と見ることができ、ここでも下地層として複数の合金層を積層していることになる。上記非磁性結合層にはRu、Ru系合金を用いうることも記載されている。
【0006】
特許文献2には、Ruを含有する下地層とその上に金属磁性薄膜を有する磁気記録媒体が記載されている。
これらの文献に見られるように、近年では下地層の最上層、つまり記録層直下の層としてRuからなる層、もしくはCrなどを添加したRu合金からなる層を用いることが多い。Ruを主成分とする合金は記録層として用いられるCo−Cr−Pt−B合金と比較的近い格子面間隔を有することから格子不整合による結晶欠陥導入低減に優れた効果を示す。
【0007】
【特許文献1】特開2006−302491号公報
【特許文献2】特開2001−291230号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
数ある元素の中でもRuまたはRu合金からなるRu下地層ほど記録層であるCo−Cr−Pt−B合金と同様の結晶構造、近しい格子面間隔を有する元素は見当たらず、Ru下地層は信号雑音比向上に優れた効果を示す下地層であり、RuまたはRuを主成分とする合金以上の効果を示す下地層合金はないと予想される。
本発明はこのような状況を顧みて、さらなる信号雑音比向上を達成するために、Ruに代わる新たな下地層合金ではなく、RuまたはRuを主成分とする合金下地層の効果を向上させる手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
一般に結晶成長に影響する因子として、下地層と成長層の結晶構造、格子面間隔とともに界面エネルギがあげられる。
下地層として、記録層と同じ結晶構造、近しい格子面間隔を有するというRuを主成分とする合金の長所を生かしつつ、Ru系合金からなる下地層を成膜後、界面エネルギを変化させることで記録層の結晶成長を促進、信号雑音比を向上できないか検討した結果、窒素暴露を行い、更に暴露後に加熱を施すことで、信号雑音比が向上することを見出した。
【0010】
即ち、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、Co−Cr−Pt−B合金からなる記録層を有し、前記記録層直下にRuまたはRuを主成分とするRu合金からなるRu下地層を有する長手磁気記録媒体の製造方法において、Ru下地層成膜後、前記下地層表面に窒素を暴露し、その後基板加熱処理を施した後、前記記録層を成膜することを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、Ru下地層の記録層結晶成長促進効果を向上させることができ、よって、良好な信号雑音比を有する長手磁気記録媒体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
磁気記録媒体の下地層は基板の上に形成される。基板としては、Al合金基板やガラス基板が用いられる。この基板は、テクスチャー加工などの適当な基板表面加工を施し、精密洗浄などの洗浄をしたものが用いられる。この基板表面加工としては、通常、高さ数Å、20nmピッチ程度の溝加工が施される。
【0013】
次いで、この基板に下地層を形成する。下地層はCr系合金などbcc構造を有する合金薄膜層を合計5〜7nm程度となるように2層から3層形成、さらにhcp構造を有するCo−Cr系合金等を2〜3nm形成し、その上にRu合金を成膜することで良好な結晶配向を得られる。この下地層形成は、基板をランプヒーター等により例えば150〜180℃程度に加熱(第1次加熱)し、スパッタリングにより薄膜を形成するのが一般的である。
【0014】
このRu合金は、記録層の結晶成長を円滑にするため、記録層と同じ結晶構造、すなわちhcp構造でなければならない。そのため、Ruを20at%以上含有することが好ましく、50at%以上含有することがより好ましい。
【0015】
次いで、下地層を形成した基板に窒素暴露を施す。暴露量はスパッタチャンバー容積、排気能力によってことなるが、チャンバー内の窒素分圧が0.5〜2.0Pa程度となるよう調整することが好ましい。
暴露に用いるキャリアガスとしては純窒素の他、窒素をAr等の不活性ガスで希釈したものも使用可能である。ただし、酸素の存在は著しく信号雑音比を低下させるため、酸素分圧は極力低減する必要がある。
【0016】
なお、特許文献2に非磁性金属下地層が酸素または窒素を含有することが記載されているが、これは金属酸化物か金属窒化物の形で含有させるもので、本発明においては記録層の結晶成長を促進して信号雑音比を向上させるものであるのに対して、特許文献2では下地層の結晶配向や結晶粒径を調節することを目的としている。
特許文献2では酸素でも窒素でもよいとしているが、曝露の場合、酸素が存在すると信号雑音比が著しく低下することからも、本発明の窒素曝露と特許文献2の窒素または酸素含有とはその目的、技術思想のいずれも異なることは明らかである。
【0017】
次いで、窒素曝露を施した基板をランプヒーター等により加熱(第2次加熱)する。加熱温度が高いとこの後形成する記録層の結晶成長を促進させることができるため好ましいが、特にアルミ基板を用いる場合は高温加熱による基板うねりの発生に注意する必要がある。通常、最終基板温度が220℃程度となるように第2次加熱を行う。
【0018】
この第2次加熱を施した基板上にCo−Cr−Pt−B合金記録層を形成する。組成の異なるCo−Cr−Pt−B合金層を2〜3層形成することが信号雑音比向上の観点から望ましい。その際、基板側に向かって飽和磁化を低くするような合金組成を選択することで良好な信号雑音比を得ることができる。
【0019】
記録層を形成後、カーボン保護膜を形成する。保護膜は厚すぎると記録層と記録・再生ヘッド間の距離が離れ、記録分解能、再生出力、再生分解能低下を招く。合金層の保護効果を保持可能な最低限の膜厚、通常3nm程度とするのが好ましい。前記の下地層形成から保護膜の形成までの過程は基板温度の低下を防ぐため、トータル1〜2分程度で行われるのが望ましい。
【実施例】
【0020】
以下に実施例を用いて本発明を更に説明する。
【0021】
<実施例1>
図1に記載の層構成の媒体を作製した。基板として直径95mm、内径20mm、厚み1.27mmのAlディスク上に12μmのNi−Pメッキを施したものを用いた。
基板にはCo合金の円周/半径方向への配向制御、ヘッド浮上性を制御するための表面形状加工(高さ数Å、20nmピッチ程度の溝加工)、および精密洗浄を施した。
【0022】
この基板を第一次加熱としてランプヒーターで到達温度が180℃になるように加熱、その後、下地層として、Cr90Mn10(4.0nm)、Cr70Mo30(2.0nm)、Co73Cr24Zr(2.0nm)、Ru(0.8nm)を順に形成した。
【0023】
次いで、この基板に窒素(4N)を1.0〜10.0cc暴露した。成膜に用いたチャンバーでは1ccのガス導入で0.2Paとなる。
その後、第二次加熱としてランプヒーターを用いて最終基板温度が220℃になるように追加加熱した。
【0024】
その後、記録層としてCo53Cr25Pt16Cu(11.0nm)、Co63Cr11Pt1113Cu(7.5nm)を順に形成した。さらに保護膜としてカーボン(3nm)を形成した。加熱、成膜、窒素暴露工程は枚葉式DCマグネトロンスパッタ装置を用いて行った。温度測定は前記スパッタ装置に設置した放射温度計によって行った。
【0025】
窒素曝露量を1cc、2cc、5cc、10ccとして得られた磁気記録媒体の磁気特性及び電磁変換特性を調べた。磁気特性評価はレマネンスカーブ式磁気特性評価装置を用いた。電磁変換特性評価は、記録用の電磁誘導型ヘッドと再生用のGMR型ヘッドを有する複合型ヘッドを用い、スピンスタンド型テスターにて行った。SNRは875kFCIのパターン信号を書き込んだときの1MHzから430kFCI相当周波数までの積分ノイズを測定し、再生出力を430kFCIで測定して、SNR=20×log(再生出力/1MHzから430kFCI相当周波数までの積分ノイズ)として算出した。その結果を表1に示す。
【0026】
<比較例1>
Ru成膜後の窒素暴露行わなかった以外は実施例1と同様(窒素暴露以外の作製条件は実施例1と同様)にして磁気記録媒体を作製し、実施例1と同様にして磁気特性及び電磁変換特性を調べた。その結果を実施例1の結果と共に表1に示す。
【0027】
<比較例2>
第一次加熱温度を220℃とし、窒素暴露後の第二次加熱を行わなかった以外は実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、実施例1と同様にして磁気特性及び電磁変換特性を調べた。その結果を実施例1の結果と共に表1に示す。
【0028】
【表1】

【0029】
表1から、窒素暴露を行わなかった比較例1、窒素暴露後の第二次加熱を行わなかった比較例2は信号雑音比(SNR)が低下しているのに対し、実施例はオーバーライト(OW)特性を損なうことなく良好なSNRを示していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【0030】
本発明によれば、Ru基合金下地層の記録層結晶成長促進効果が向上し、良好な信号雑音比を有する長手磁気記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】実施例1で作製した磁気記録媒体の層構成を示す図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
Co−Cr−Pt−B合金からなる記録層を有し、前記記録層直下にRuまたはRuを主成分とするRu合金からなるRu下地層を有する長手磁気記録媒体の製造方法において、Ru下地層成膜後、前記下地層表面に窒素を暴露し、その後基板加熱処理を施した後、前記記録層を成膜することを特徴とする長手磁気記録媒体の製造方法。

【図1】
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【公開番号】特開2009−230841(P2009−230841A)
【公開日】平成21年10月8日(2009.10.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−78767(P2008−78767)
【出願日】平成20年3月25日(2008.3.25)
【出願人】(503361248)富士電機デバイステクノロジー株式会社 (1,023)
【Fターム(参考)】